人行地道浅埋暗挖施工工艺与管理

郭咏辉，张晋云(广州铁路职业技术学院，广东广州510430)

人行地道浅埋暗挖施工工艺与管理

郭咏辉，张晋云
(广州铁路职业技术学院，广东广州510430)

介绍了金水路与经四路人行地道设计及施工的基本情况，根据地质资料及周围环境选择合适的施工方案，充分考虑各种施工方案的优缺点，重点介绍浅埋暗挖法的施工要点，为类似的城市人行地道施工提供了较好的借鉴作用。

地道;浅埋暗挖;注浆

一、概述

本项目位于金水路与经四路相交处，现状交叉口附近机关、单位、家属区较多，加之南侧是紫荆山公园北出口，行人过街需求量非常大;且离金水路－紫荆山立交较近，从桥上下来的车速较快，车流量大，严重威胁到行人安全，也影响了金水路的顺畅通行。为了解决该问题，通过分析比较，确定采用地下人行通道形式。本项目的实施将减少行人过街安全隐患，保证干道畅通。

因受地形限制，该地道采用单侧梯道形式，主要满足行人通行要求;为了不影响现状交通，地道出入口放在现状人行道外侧，北出入口位于省公安厅外侧的绿化带内，南出入口位于紫荆山公园内的绿化带内。

人行地道主体结构采用箱涵，结构净空3米(除去装饰厚度净空不小于2．5m)，宽6m(通行宽度为5m)，长56m，箱涵顶底板厚0．5m，墙厚0．5m。梯道位于现状人行道外侧，采用箱涵和U型槽结构，坡度为1∶2．5，净宽6m。

二、工程地质情况

根据地质报告情况，场地内勘探孔揭露25．0m范围内，约6．0m以上为新近沉积，其余均为第四记全新冲积形成的地层，以亚砂土、亚粘土、细砂为主。

本场地勘察期间地下水位埋深3．3m。具调查历年最高水位2．0m，属第四系松散岩类孔隙潜水。根据场地附近资料，地下水对钢筋混凝土结构具弱腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋有弱腐蚀性(干湿交替环境下)。该工程在地表下1～5m的位置有一个透水性较强的亚砂土层，地表下10．6～13．8m处有一个透水性较差的淤泥质亚粘土层。

三、地道施工方案设计

地道施工方法应根据地道的位置、与周围建筑及管线的关系、埋深、地质及水文条件等情况，以及施工期间对地面交通和环境的影响，从施工技术、工期、经济指标等方面进行综合分析比较确定。根据地质资料，地下水位埋深在3．3m左右，需要进行降水处理。金水路为郑州市主干道，交通非常繁忙，且地下管线比较多，尽量采取有效的施工措施防止施工降水和施工的扰动产生坍塌等地质灾害，减少地面沉降对各种地下管线、道路路面、临近建筑物的影响。

由于金水路地处交通繁忙地段，根据道路交通调查结果，金水路部分路段车流量已经处于超饱和状态，部分路段高峰小时交通量近9500pcu。如采用明挖法施工，需要金水路现状交通部分断行，但金水路断行压力较大，交通疏解困难，对老百姓生活干扰较大，且该地道范围内地下水埋深较浅，不具备开挖的有利条件。暗挖施工对现状交通影响较小，但浅埋暗挖法工艺新，施工技术要求高，程序较复杂，施工难度大、工期长，地道段造价较高，工程投资费用较高。根据项目部要求，该工程地下箱涵施工时金水路方向交通不能断行，因此箱涵过金水路43m范围内采用“浅埋暗挖法”施工;其余箱涵及梯道采用明挖现浇施工。

现浇段施工需要采用合适的支护方式。基坑支护方法使用不当很容易引起质量事故，造成一定的经济损失及社会影响。基坑支护常用的措施有很多，如放坡、挡墙、喷锚支护、排桩、地下连续墙、钢板桩、SMW工法等。

由于该工程基坑深度较深、人行道开挖受限、周围建筑及场地红线的限制以及周边可能具有的管线和管道，不宜采用放坡、挡墙、喷锚等支护方式;排桩可适用各类土层，支护结构占有空间较小，变形较小，不影响基坑内的结构施工，技术成熟;地下连续墙适用各类土层超深基坑，刚度大、止水，变形小，技术成熟，施工速度快，但造价太高;钢板桩支护结构占有空间较小，变形较小，技术成熟，可循环使用，较为经济，但钢板桩难以沉桩;SMW工法适用深基坑，具有抗渗性好、刚度大、构造简单、施工简便，但不太经济。本基坑支护为临时性结构且工程量不大，不宜采用地下连续墙、钢板桩、SMW工法等支护方式。

经过分析比较，现浇段施工支护方式采用排桩支护措施，钻孔桩直径为Φ400mm，间距为500 mm，中间设型钢支撑，同时结合周边建筑，辅以环境处置、地层改良加固和地表降水等施工措施。

四、“浅埋暗挖法”施工方案

地下工程施工的安全性在很大程度上取决于地质状况的复杂程度，本工程的地质状况主要为含沙量很高的沙土透水性很强距紫荆山公园人工湖、金水河100m范围内土体自稳能力极差，经过施工降水和施工的扰动极易产生坍塌、管涌等地质灾害，对安全施工带来很大的威胁，采取施工措施如果不能够及时控制，就会发生直接威胁工程安全的各种地质灾害，一旦发生各种地质灾害将很难控制其发展，轻者造成地面沉降过大超过安全范围对各种地下管线、道路路面、临近建筑物造成破坏从而引发更为严重后果，重者将直接导致隧道整体垮塌等灾难性后果，必将造成巨大损失和恶劣影响。

随着该工程施工的开展，一系列的实际问题和困难渐渐暴露出来，迫使放慢施工速度。首先是因为施工时正好是雨季，地质状况变得异常复杂，地下水位增高(地表下3m)，在地表下7～9m的位置有一个透水性很强的砂土层极易产生涌砂和管涌现像，竖井施工至6．5m时大量的流砂从竖井底部和井壁外侧涌入施工竖井，造成施工竖井结构整体下沉达40cm，险情发生后迅速回填施工竖井至3．5m的位置，阻止了流砂继续涌入防止竖井继续下沉。

本工程属于典型的浅埋暗挖，鉴于工程条件的复杂性和交通位置的重要性，为了确保施工的安全，建设部门组织召开了该工程施工技术措施方案专家论证会，经过专家组多次研究讨论后，最终确定施工方案如下:

1)在暗挖段上方范围内沿纵向打入D108壁厚为6mm的无缝钢管，长43m，横向间距为30cm。

2)暗挖段沿箱涵顶板、侧墙打超前小管棚，进行严密的超前注浆加固。第一根小导管长6米，以后每根长4米，向管内注射水泥和水玻璃双液浆。同时根据现场情况适量打径向注浆管注浆，增强土体的稳定性。

3)为了减少支护刚架的变形，将工字钢钢架作为初期支护。钢架顶面，侧面采用I24b工字钢，底面采用I120a工字钢，钢拱架间距0．5m，特殊地段钢架间距改为0．25m，中间支撑为I18工字钢，腹板方向一律与断面方向一致，两榀间采用连接筋连接。

4)暗挖段开挖采用CRD工法:将全断面分为四步开挖，Ⅰ、Ⅱ步为上半段面，Ⅲ、Ⅳ步为下半段面，各部每循环开挖进度为0．5m，开挖断面形成田字型分部利用CRD工法形成的中隔墙、中隔板产生的支撑力有效的防止隧道顶部和边墙受挤压严重变形，将隧道顶部下沉、地表沉降控制在最小范围内。

5)降水方式为设置止水帷幕注浆和洞内井点真空降水:每步开挖区域环向设置注浆钢管，间距为30cm。注浆浆液为水泥水玻璃(硅酸钠)浆液，注浆过程中及时观察地面各管线，尤其是雨、污水井有无跑浆情况，同时观察其他注浆管是否有冒浆情况，以及注浆压力是否一直低于0．2MPa;Ⅰ步初期支护完成后即可沿边墙以向外5°～10°设置直径为Φ60长L=550cm真空降水管。沿中隔墙紧贴墙面垂直设置真空降水管。在Ⅱ步初期支护完成后与Ⅰ步边墙设置降水管相同的方式设置真空降水管，降水管纵向间距均为100cm。

6)固结注浆:为了保证开挖掌子面的稳定防止地质灾害的发生，在每步开挖区纵向设置六个固结注浆管注水泥单液浆将开挖区固结，注浆压力控制在2MPa以内，注浆扩散直径1m。

7)加强监控量测:主要包括降水引起的地面沉降和路面沉降、梯道施工阶段及永久结构形成前的周围地面沉降观测、暗挖段施工引起的路面沉降和土体沉降，金水路北侧省公安厅高层和裙房沉降、倾斜和裂缝观测。

为保证施工安全，需要地面车辆减速行驶，同时在施工范围内路面铺设钢板以分散应力影响。方案实施时应当与交警部门相互协调，在施工场地周围设置明显警示标志，加强施工期间交通管理，以保证车辆安全通过施工场地。

五、施工注意事项

(1)施工时注意观测沉降，除了确保本工程安全外，还要注意周围建筑物的安全。

(2)二衬要及时跟上，施工要有预案，地下管线位置要调查准确，管线所有单位和交通主管部门要组织采取措施，避免特殊车辆通行造成对施工的影响。

(3)大管棚的施工要注意角度，竖井要加支撑，快封底。

［1］姚玲森．桥梁工程［M］．北京:人民交通出版社，1993．

［2］公路桥涵施工技术规范(JTG 041－2000)［S］．

［3］城市人行天桥与人行地道技术规范(CJJ 69－95)［S］．

［4］公路桥涵设计通用规范(JTG D60－2004)［S］．

［5］公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D62－2004)［S］．

2011－08－09

郭咏辉(1974－)，女，湖南益阳人，硕士研究生，高级工程师。